“雙季稻-冬閑田”生態系統碳交換動態變化及其影響因素

魏甲彬，徐華勤，周玲紅，成小琳，唐先亮，傅志強，唐啟源，唐劍武

（湖南農業大學農學院，長沙 410128）

由于大氣CO2濃度的升高與全球氣候變化之間具有密切的相關性，為明確各類生態系統在大氣CO2濃度升高過程中扮演的角色及其固碳減排潛力，各類生態系統與大氣圈之間的碳交換研究至關重要[1]。作為全球氣候變化和區域可持續發展研究的核心內容之一，陸地生態系統碳循環規律已成為國際環境領域研究的熱點和焦點[2]。農田生態系統作為陸地生態系統的重要組成部分，受人為因素強烈影響和干擾，其CO2的生態系統凈交換量變化較大，已成為國際碳循環研究的熱點問題之一[3-6]。在生態系統碳交換研究方法中，傳統的箱式法（暗箱或明箱）存在測定時對下墊面擾動較大、測定不具備連續性以及時間分辨率低等缺陷，在估算生態系統碳交換中存在較大的不確定性。渦度相關（Eddy covariance）技術能夠實現對生態系統尺度碳交換的直接測定[7]，是近年來國際上普遍認可的方法，并逐漸應用于農田生態系統碳通量觀測研究。近10年來，國內外學者針對農田生態系統凈碳交換開展了一系列的相關研究，研究對象主要集中在小麥、水稻、玉米、棉花等單個作物在生長季或者某種耕作措施下土壤呼吸、CO2通量特征及其影響因素等方面，這些研究一方面對農田休閑期碳排放關注較少，另一方面，采用的主要是傳統的箱式法進行測定，有關年尺度的農田生態系統高通量的碳交換研究則只有少量報道[8-12]，對農田生態系統周年碳平衡的研究不足。

截至2014年全國雙季稻種植面積達618.18萬hm2[13]。雙季稻是湖南省目前主要的水稻種植模式。因此，研究這一地區農田生態系統碳交換的特征及其環境影響因子對區域碳平衡估算具有重要的意義。但關于雙季稻區稻田生態系統的碳交換研究到目前為止只有少量報道，且研究方法主要是箱式法，鮮見使用渦度相關法進行全年碳交換研究的報道[14-17]。同時，農田生態系統受區域空間分布、氣候與土壤環境、耕作制度、管理措施等差異影響，區域間農田生態系統碳平衡的估算與比較存在不確定因素較多，需要更多的案例研究。鑒于此，本研究通過渦度相關技術，對湖南省瀏陽市典型雙季稻生態系統進行連續一年的通量觀測，探討其季節性碳交換動態特征及其主要環境影響因子，為評估南方雙季稻農田生態系統周年碳平衡提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗于2015年全年在湖南省瀏陽市沿溪鎮（113°84′E，28°30′N）湖南農業大學教學科研基地進行，該基地所處的湘東山區為丘陵地形，屬亞熱帶季風濕潤氣候，年平均氣溫17.3℃，1月平均氣溫5.4℃，7月平均氣溫28.7℃，年均降水量1 358.6~1 552.5 mm，土壤類型為潴育性水稻土。其有機碳、全氮、全磷、全鉀含量分別為 29.1、1.58、0.49、14.62 g·kg-1，pH值5.71。

以渦度相關通量塔為中心，南北長100 m的觀測區內地勢平坦，且均為水稻田，歷年種植制度為稻-稻-冬閑，且水稻秸稈均還田。早稻品種為中嘉早17，于2015年4月21日進行機插秧，7月18日收割，收割后水稻秸稈旋耕進土層；晚稻品種為H優518，于2015年7月21日進行機插秧，10月31日收割，收割后水稻秸稈旋耕進土層。試驗期間早晚稻均施氮磷鉀復合肥750 kg·hm-2（N∶P∶K=15∶15∶15），隨后的分蘗肥施尿素375 kg·hm-2。水分管理為當地常規管理。

1.2 研究方法

觀測系統由渦度相關觀測系統和常規氣象要素觀測系統組成。渦度相關觀測系統主要包括CO2/H2O分析及三維超聲風速儀（EC150，Campbell）和數據采集器（CR1000，Campbell），分別用于快速測定冠層上方的三維風速、超聲虛溫、水汽和CO2濃度。系統連續自動采集，采樣頻率為10 Hz，由數據采集器自動存儲在原裝進口U盤（16 G）內。常規氣象要素觀測系統為Vantage pro2型自動氣象站，用于測定總輻射、氣溫、和降水量等。同時，用Onset HOBO溫度記錄儀（U23-001）長期監控土壤溫度（0~5 cm）。以上各項測定值采樣周期均為30 min的平均值。另外采用箱式法測定生態系統CO2通量，以此通量數據對渦度相關法數據進行質量控制。箱式法測定間隔為水稻生育期每半個月測定1次，冬閑田期間每個月中旬測定1次，采用超便攜式溫室氣體（CH4、CO2、H2O）自動分析儀（Ultraportable Greenhouse Gas Analyzer， 美 國 Los Gatos Research公司，儀器型號為915-0011-1000）與循環采氣透明靜態箱相結合。靜態箱材質為透明有機玻璃，規格為50 cm×50 cm。每個小區布置一個相同尺寸的正方形底座，四邊有凹槽，安裝時底座邊緣嵌入土中3 cm深。測定時，靜態箱置于底座上，凹槽內灌水以確保透明靜態箱處于密閉狀態，每個小區測定5 min，從上午7點開始用暗箱測定生態系統呼吸，測定時，先于早晨氣溫較低時用黑布罩住靜態箱，測定生態系統呼吸排放的CO2通量，隨后分別測定上午和下午的生態系統CO2通量。

葉面積指數（Leaf area index，LAI）采用直尺直接測量的方法。在每次用箱式法測定時，于田間確定5個點，每個點隨機測量10株水稻每個葉片的最大葉長與最大葉寬，然后用以下公式計算LAI，以50株水稻平均值作為該次測定的水稻LAI：

式中：n為第j株的總葉片數；m為測定株數；ρ種為種植密度。

1.3 數據處理

原始數據取得后，采用eddypro6.2.0進行30 min通量計算，軟件自動進行異常值處理和相關校正。獲得的全年通量數據進一步做如下處理：剔除夜間（定義太陽總輻射<10 W·m-2為夜間[18]）為負值的數據值；剔除明顯不符合經驗常規的數據值（本文根據箱式法測定的結果剔除>20 μmol·m-2·s-1和<-30 μmol·m-2·s-1的數據值）；剔除降雨時刻的數據值，因為降雨會擾動氣體流動甚至導致儀器失靈；剔除摩擦風速<0.05 m·s-1對應的通量數據值以消除夜間湍流低對數據質量的影響[19]。

通量觀測過程中，受儀器故障、天氣狀況、大氣穩定度和供電系統故障等影響造成大量數據的異常和缺失，數據不可用比例在17%~50%[19-22]。本站點觀測時間為2015年1月1日—12月31日，全年有效數據為45%，其中白天有效數據為51%，夜間有效數據為39%。因此，需要進行數據插補。氣象數據也有小部分缺失，采用和CO2通量相同的方法策略進行插補。缺失數據插補方法主要包括：平均日變化法、根據特定氣象條件查表法、非線性回歸法[20]。由于利用全年有效數據建立的線性方程決定系數較小，故本文采用以下方法進行插補：（1）<2 h缺失數據用線性內插法；（2）>2 h且<1 d缺失數據采用平均日變化法，白天取 14 d、夜間取 7 d 的平均時間長[20，22]。

事后，說到花五奇衣衫著火，老太醫道：“老朽年輕時不敢跟壞人拼命，釀成悲劇，后悔至今。現在老了，無力跟壞人拼命，為了好人，在壞人面前使點小壞，不亦快哉。”

渦度相關系統觀測并通過eddypro計算得到的是30 min的CO2通量數據，這個數據只是陸地生態系統和大氣之間的凈碳交換量（Net ecosystem exchange，NEE），即總初級生產力（Gross primary productivity，GPP）和生態系統總呼吸（Ecosystemrespiration，Reco）之差。但是在冠層尺度的GPP和Reco通常是無法直接觀測的，需要通過一定算法將實測NEE進行分解。分解NEE的基本原理是通過夜間觀測的NEE（夜間無光合作用，因此凈交換量就是生態系統凈碳排放，即NEE=Reco）確定Reco溫度響應函數的參數，然后將該關系應用于白天確定白天的Reco，進而計算獲得白天GPP。本文采用van′t Hoff經驗指數模型建立Reco與溫度的關系[20]：

式中：a、b為模型建立后的系數，分別表示當溫度為0℃時的生態系統呼吸和生態系統呼吸對溫度的響應參數；Tsoil為5 cm土壤溫度；b值與Q10模型具有一致的關系，因此Q10值采用以下模型計算：

利用計算得到的白天Reco值，可以得到生態系統全年GPP的值：

最后，采用米氏方程進行光合有效輻射（Photo synthetically activeradiation，PAR）與NEE的相關性分析[20]：

式中：Rd為白天的呼吸速率；Pmax為光飽和時的光合速率；Km為擬合常數；α為初始表觀量子效率，α=-Pmax/Km；PAR 為光合有效輻射，μmol·m-2·s-1。本研究中的PAR由太陽總輻射計算而來[23]。

2 結果與分析

2.1 “雙季稻-冬閑田”生態系統氣象與環境因子分析

圖1顯示了2015年試驗站點的PAR、降雨量、氣溫以及5 cm土壤溫度的季節性動態變化。PAR動態變化呈比較平坦的拱形，兩端較低，中間較高；太陽輻射在第100~250 d即4—8月間相對較大，日平均PAR 大于 20 MJ·m-2·d-1，而這一段時間正是早晚稻生育期。氣溫的波動幅度比土壤溫度大，氣溫和5 cm土壤溫度明顯呈現單峰曲線，在夏季（第150~250 d）日均溫都超過了25℃，5 cm土溫和氣溫具有極顯著的線性相關，R2為0.861 9。從降雨量的柱狀分布圖可以看出2015年降雨較頻繁，但雨量不大，年降雨量為1457 mm，降雨量幅度在0~50 mm之間，在第200~300 d內降雨次數較少，降雨量僅114 mm，而300~365 d降雨較多，達286 mm。

圖1 試驗地氣象與環境因子Figure 1 Meteorological and environmental conditions in the study area

2.2 “雙季稻-冬閑田”生態系統碳交換動態變化

2.2.1 碳通量（FC）的月平均日變化特征

如圖2所示，FC的月平均日變化清晰地顯示了其季節性動態變化規律。在早晚稻生長季及冬閑期雜草生物量足夠大時FC的月平均日變化總體呈“U”型單峰曲線（圖2b~圖2e）。1、2、11月和12月為冬季休閑且雜草群落較小，總體上表現為碳排放，FC的變化范圍為-3.21~5 μmol·m-2·s-1，趨勢相對平緩。3 月和 4月整體仍屬于冬閑期間，但雜草群落足夠大且溫度升高，所以一方面白天的光合作用增強，另一方面白天和夜間的土壤呼吸和植物呼吸也增強。

5月至10月為早晚稻生育期，光輻射和氣溫以及水稻生物量都較高，白天的光合作用顯著變強，呈現白天吸收CO2，晚上排放CO2的規律。日出半小時后CO2通量由正值（釋放）轉變為負值（吸收），隨著太陽高度角的增大和太陽輻射的增強，FC不斷增加，在中午12：00左右達到峰值，此后隨著太陽輻射的降低，FC逐漸減小，傍晚19：00左右由負轉變為正。5月份早稻剛移栽不久，處于生長前期，光合作用較弱，且土壤溫度較高，土壤呼吸和水稻植株呼吸較強，白天FC集中在-2 μmol·m-2·s-1范圍；6 月為早稻主要生長季，光合能力強，白天FC集中在-8μmol·m-2·s-1左右；7月早稻進入成熟期，葉片變黃，光合作用固碳能力降低，且土壤溫度很高，土壤呼吸和水稻植株呼吸強，白天 FC在 0 μmol·m-2·s-1左右。8、9 月為晚稻生長季，白天 FC最高達-17.95 μmol·m-2·s-1，10 月份晚稻進入成熟期，白天FC集中在-6μmol·m-2·s-1左右。另外，5—10月水稻種植期間溫度較高，尤其6—8月，土壤溫度達到30℃，整個稻田生態系統夜間呼吸都很高，在 10 μmol·m-2·s-1上下浮動。

圖2 碳通量的月平均日變化Figure 2 Diurnal patternsof monthly averaged carbon flux

如圖3所示，稻田NEE的季節變化呈明顯的兩個吸收期（NEE為負）和三個排放期（NEE為正）。一年兩熟的雙季稻模式使NEE在早稻和晚稻的生長季有兩個明顯的碳吸收期，早稻平均值為-0.58 g C·m-2，最大值出現在 6 月 20 日，為-1.77 g C·m-2·d-1，晚稻平均值為-1.28 g C·m-2·d-1最大值出現在9月19日，為-2.23 g C·m-2·d-1；在冬閑期的非作物生長期，存在兩個碳排放期，平均值為 2.68 g C·m-2·d-1。另外，在早晚稻的生長前期和后期，由于水稻的光合固碳能力較弱，也表現為碳排放，尤其是早稻收獲后晚稻生長前期，呈現一個排放峰，NEE 平均為 7.14 g C·m-2·d-1。

如圖3所示，冬閑田初期，稻田植物較少，GPP的量較低，隨著氣溫升高以及雜草生長，GPP有少量增加。在早稻生長初期（4月22日—5月13日），由于水稻生物量及LAI較低，GPP也相對較低，在1~3 g C·m-2·d-1；隨著LAI增大和溫度的升高，GPP也逐漸上升，在7月1日達到最高值11.55 g C·m-2·d-1。此時土壤溫度也高達30℃（圖1）。晚稻GPP與早稻有著同樣的變化趨勢，也是隨著LAI增大而增加。

生態系統碳交換中的碳排放環節主要包括土壤呼吸和植物呼吸，這兩者都受土壤溫度的影響。如圖3中所示，Reco的變化幅度較大，為1.7~13.8 g C·m-2·d-1，其變化趨勢與5 cm土壤溫度的趨勢一致（圖1），均為中間高、兩端低。

2.2.3 “雙季稻-冬閑田”生態系統碳收支

圖4為碳交換的全年日累積動態變化，曲線的斜率表征碳交換每日的累積速率。NEE日累積曲線在雙季稻生長期間表現為斜率變小。全年“雙季稻-冬閑田”生態系統凈碳交換的總和表現為向大氣排放CO2，全年累積為778.4 g C·m-2，其中早稻時期和晚稻時期分別貢獻 147.7 g C·m-2和 127.4 g C·m-2，冬閑時期則貢獻了503.3 g C·m-2。與NEE相反，GPP的日累積動態變化曲線在雙季稻生態系統表現為碳吸收時GPP每日的累積速率變大，全年稻田生態系統GPP為1 643.7 g C·m-2。Reco的每日累積速率受土壤溫度影響，在1—3月以及11—12月期間累積速率較低，曲線較平緩；而在4—10月的水稻生長期間累積速率加大，曲線斜率較大，全年稻田生態系統Reco為2 425.8 g C·m-2。

雙季稻生態系統全年僅有88 d表現為碳吸收，且凈吸收量不高。全年雙季稻系統的Reco/GPP為1.48，因此，本研究中早晚稻通過光合作用固定的CO2低于碳排放總量，“雙季稻-冬閑田”生態系統全年碳交換綜合表現為碳源。

圖3 NEE、GPP和Reco的季節性動態變化Figure3Seasonal variation of daily and 7-day averaged NEE、GPPandReco

圖4 NEE、GPP和R eco的日累積動態變化Figure 4 Seasonal variation of cumulative NEE，GPPand R eco

2.3 NEE的影響因子分析

2.3.1 5 cm土壤溫度與夜間NEE的關系

微生物與植物的新陳代謝通過呼吸作用向大氣釋放CO2，而一定范圍內的高溫會促進這種新陳代謝，進而增加碳排放。本研究分別選取冬閑期間、早稻生育期和晚稻生育期未進行插補的夜間CO2通量數據與5 cm土壤溫度數據進行擬合，結果如圖5所示。各時期5 cm土壤溫度均與夜間CO2通量擬合較好，有極顯著的相關性（P<0.000 1）。Q10值表征生態系統的土壤溫度敏感性，值越高說明生態系統對土壤溫度變化的響應越快。不同時期Q10值的大小為冬閑>晚稻>早稻，說明冬閑期間的稻田生態系統對溫度的敏感性大于其他時期。

2.3.2 PAR與白天NEE的關系

白天NEE除了受氣溫和土壤溫度影響，另一個主要影響因素是植物的光合作用強度。而植物光合作用強度與PAR有關。本研究分別選取早稻和晚稻種植期間未插補的晴朗天氣數據，采用米氏方程進行擬合。如圖6所示，早稻和晚稻NEE與相應的PAR存在顯著的相關性（P<0.001），決定系數R2分別為0.53和0.39，即PAR分別解釋了早稻53%的NEE變化和晚稻39%的NEE變化。早稻的Pmax與晚稻相當，但早稻白天的Rd低于晚稻，這與本文擬合時選取的NEE數據有關，早稻數據部分對應的土壤溫度范圍為18~24℃，晚稻部分對應土壤溫度為23~30℃，如前所述，土壤溫度與NEE呈指數相關，所以擬合方程中晚稻的Rd大于早稻。

圖6 PAR與NEE的關系Figure6 Relationship between PARand NEE

3 討論

3.1 NEE、GPP和R eco的季節變化特征及其影響因子

本研究表明，生態系統凈碳交換（NEE）存在明顯的日變化和季節性變化，具體體現為在作物生長季時生態系統從大氣中吸收CO2，日變化明顯，且總體呈“U”型曲線；而在非作物生長季時生態系統向大氣排放CO2，日變化總體趨勢平緩。這一特征在區域尺度上存在普遍性，差異只存在于NEE的變化幅度[24-27]。

白天農田生態系統碳交換在不同時間尺度上的變化主要受生態系統光合作用與呼吸作用強弱的影響，影響因子一般包括光合有效輻射、土壤溫度、氣體溫度、植物生物量和葉面積指數等。光合有效輻射對植物光合作用強弱的影響制約著生態系統白天NEE的大小。本研究中，米氏方程能夠較好地表示出在作物生長季中光合有效輻射和生態系統白天NEE的關系[28]。但是不同的生態系統類型，使用米氏方程進行模擬得到的相關關系大小存在較大差異，決定系數R2從 0.3~0.9 均有[7，9，28]，本研究中決定系數也在這個范圍內。差異的存在說明影響生態系統白天NEE大小除了光合有效輻射還有其他因子，比如氣溫、葉面積指數等，一方面是氣溫在影響光合作用的同時還影響植物以及土壤中微生物的呼吸；另一方面，葉面積指數大小影響光合作用的固碳量。而在夜間，不論是氣溫還是土壤溫度，是影響夜間農田生態系統呼吸的一個主要環境因子，主要是通過影響土壤呼吸和植物呼吸發揮作用，而夜間無光合作用，生態系統呼吸大小即為NEE的大小。但對于選用氣溫還是土溫能最好地解釋夜間NEE的變化，目前沒有定論，但通常的做法是采用5 cm土壤溫度來進行解釋[26，28]。本研究中夜間NEE與土壤溫度有極顯著的正相關關系，Q10值代表生態系統的溫度敏感性。在一年中，冬閑期間的Q10值比早晚稻期間的Q10值大，這與冬閑期間的時間跨度、溫度幅度較大，且溫度較低，土壤微生物對溫度的響應更敏感有關[29]。另外，有研究表明，土壤水分含量對Q10值有顯著影響，在土壤含水量低于40%時Q10值更大，而大于40%時則變小[30]。本研究中水稻種植期間土壤為淹水狀態，含水量高，而冬閑期間不淹水，含水量低，所以冬閑期間的Q10值比早晚稻期間的Q10值大。

3.2 生態系統固碳量評估

由于區域間氣候與環境條件、種植制度、管理措施、土壤碳庫大小和研究方法等存在較大差異，關于農田生態系統NEE的研究結果差異較大。有研究發現，稻田生態系統具有顯著的碳匯效應，太湖流域典型稻麥輪作農田年NEE為-749.49~-785.38 g C·m-2[24]；淮河流域稻麥輪作系統年NEE為-626.92 g C·m-2[25]；華北平原的稻麥輪作系統年NEE為-197.6~-317.9 g C·m-2[6]；長三角地區的稻麥輪作系統年NEE達-769.6gC·m-2[26]；雙季稻農田生態系統的年NEE為-463.4 g C·m-2[17]。而本研究中雙季稻農田生態系統的NEE的累積變化表現為向大氣中排放CO2，為778.4 g C·m-2，以一年的時間尺度看，本研究的“雙季稻-冬閑田”生態系統在2015年整體表現為碳源。原因可能是渦度相關技術對夜間NEE的估算具有較大的不確定性，且通常都是低估的[31]。本研究中的夜間NEE冬閑期間在5μmol·m-2·s-1左右，早晚稻種植期間在 10 μmol·m-2·s-1左右，而其他使用渦度相關技術進行CO2通量監測的全年夜間 NEE 均值為 1~4.5 μmol·m-2·s-1[17，24-26]，所以本研究對生態系統夜間和白天的碳排放估算值相對較高（使用夜間NEE與土壤溫度建立的van′t Hoff經驗指數模型估算白天的碳排放）。但與他人用靜態箱法估算的雙季稻田碳排放量卻相似。陳粲[32]在澳大利亞不同秸稈還田方式對稻田生態系統碳排放（Reco）的研究中，估算秸稈深埋方式下年排放達3500 g C·m-2，高于本研究的年碳排放量估算的2 425.8 g C·m-2。另外，劉兵[14]對鄂東南稻區的雙季稻生態系統碳排放研究表明，不同種植方式下僅雙季稻生長季稻田生態系統碳排放范圍為4972~10 354 g C·m-2，更是遠高于本研究估算的年碳排放。同樣是稻麥輪作系統，黃明蔚[33]采用透明箱研究稻麥兩季的NEE發現，無論在水稻生長季還是小麥生長季，均表現為碳排放，總量達928 g C·m-2。而且從全球碳平衡的角度看，每年由土壤釋放的CO2等于或超過陸地生態系統的凈初級生產力[34]，這意味著土壤排放的CO2量超過了植物通過光合作用固定的CO2。因此，提高農田土地在時間和空間上的植被覆蓋率，將有可能使植物光合作用固定的碳超過土壤呼吸釋放的碳。

前期本項目組采用透明靜態箱法研究冬閑田種植黑麥草和紫云英的白天的凈碳交換，結果表明冬季種植黑麥草和紫云英能提高稻田生態系統白天的固碳量，至早稻種植前，種植紫云英處理白天固碳總計381 g C·m-2，種植黑麥草處理為 300 g C·m-2[35]。表明持續時間長達5個半月的稻田冬閑期具有較高的固碳潛力，充分利用將很可能有效提高稻田全年生態系統固碳能力。當前國內外利用冬閑田種植作物的生態系統全年凈碳交換研究還鮮見報道，因此，研究全年覆蓋作物的農田生態系統凈碳交換對于理解和評價冬閑田或其他類型農閑田的充分利用在農業生產和固碳減排效應上的作用具有重要意義。

4 結論

（1）雙季稻生態系統碳交換存在明顯的日變化和季節變化，而導致變化的直接原因是生態系統處于生長季還是非生長季。在生長季中，水稻種植期間白天的凈碳交換受光合有效輻射的影響顯著；全年夜間的凈碳交換受5 cm土壤溫度的顯著影響。土溫低時的冬閑時期土壤溫度敏感性高于土溫高時的雙季稻生長季。

（2）該生態系統全年凈碳交換為778.4 g C·m-2，總初級生產力為1 643.7 g C·m-2，碳排放為2 425.8 g C·m-2，其中冬閑田期間占64.7%。可見水稻光合作用固定了大量CO2，為稻田生態系統固碳減排做出了巨大貢獻。但由于雙季稻這一種植模式中有長達4~6個月的閑置期，而冬閑期間具有較高的碳排放，導致該種植模式下水稻生態系統全年整體表現為碳排放。因此，如能充分利用好冬閑田以及提高雙季稻光合作用效率，“雙季稻-冬閑田”生態系統有可觀的固碳減排潛力。

[1]IPCC.Climate change 2013：Thephysical science basis.Contribution of workinggroupⅠtothefifth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[M].Cambridgeand NewYork：Cambridge University Press,2013:1535.

[2]李國棟,張俊華,陳 聰,等.氣候變化背景下中國陸地生態系統碳儲量及碳通量研究進展[J].生態環境學報,2013,22（5）：873-878.LIGuo-dong,ZHANGJun-hua,CHENCong,et al.Research progress on carbon storage and flux in different terrestrial ecosystem in China under global climate change[J].Ecology and Environmental Sciences,2013,22（5）：873-878.

[3]Soegaard H,Jensen NO,Boegh E,et al.Carbon dioxide exchange over agricultural landscape using eddy correlation and footprint modeling[J].Agricultural and Forest Meteorology,2003,114（3/4）：153-173.

[4]梁 濤,李榮平,吳 航,等.玉米農田生態系統CO2通量的動態變化[J].氣象與環境學報,2012,28（3）：49-53.LIANGTao,LIRong-ping,WUHang,et al.Dynamicsof carbon dioxide flux in a maize agroecosystem[J].Journal of Meteorology and Environment,2012,28（3）：49-53.

[5]薛紅喜,李 峰,李 琪,等.基于渦度相關法的中國農田生態系統碳通量研究進展[J].南京信息工程大學學報：自然科學版,2012,4（3）：226-232.XUE Hong-xi,LI Feng,LI Qi,et al.Research progress on carbon flux over agro-ecosystem based on the eddy covariance method in China[J].Journal of Nanjing University of Information Science&Technology（Natural Science Edition）,2012,4（3）：226-232.

[6]李 俊,于 強,孫曉敏,等.華北平原農田生態系統碳交換及其環境調控機制[J].中國科學D輯：地球科學,2006,36（增刊1）：210-223.LIJun,YU Qiang,SUN Xiao-min,et al.Carbon dioxide exchange and the mechanism of environmental control in a farmland ecosystem in North China Plain[J].Science in China Series D:Earth Sciences,2006,36（Suppl 1）：210-223.

[7]于貴瑞,張雷明,孫曉敏.中國陸地生態系統通量觀測研究網絡（ChinaFLUX）的主要進展及發展展望[J].地理科學進展,2014,33（7）：903-917.YUGui-rui,ZHANGLei-ming,SUNXiao-min.Progressesand prospects of Chinese terrestrial ecosystem flux observation and research net work（ChinaFLUX）[J].Progress in Geography,2014,33（7）：903-917.

[8]林同保,王志強,宋雪雷,等.冬小麥農田二氧化碳通量及其影響因素分析[J].中國生態農業學報,2008,16（6）：1458-1463.LIN Tong-bao,WANG Zhi-qiang,SONG Xue-lei,et al.CO2flux and impact factorsin winter wheat field ecosystem[J].Chinese Journal of E－co-Agriculture,2008,16（6）：1458-1463.

[9]許 琰,周石硚,晉綠生,等.新疆北部覆膜滴灌棉田的碳交換日、生長季變化特征[J].干旱區地理,2013,36（3）：441-449.XU Yan,ZHOU Shi-qiao,JIN Lü-sheng,et al.Diurnal and seasonal variation of carbon dioxide exchange over a film-mulched cotton field under drip irrigation in Northern Xinjiang[J].Arid Land Geography,2013,36（3）：441-449.

[10]蘇榮瑞,劉凱文,耿一風,等.江漢平原稻田冠層CO2通量變化特征及其影響因素分析[J].長江流域資源與環境,2013,22（9）：1214-1220.SU Rong-rui,LIU Kai-wen,GENGYi-feng,et al.Characteristics of canopy CO2flux over paddy ecosystem in Jianghan Plain and its influence factors analysis[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin,2013,22（9）：1214-1220.

[11]韓廣軒,周廣勝,許振柱.玉米農田生態系統土壤呼吸作用季節動態與碳收支初步估算[J].中國生態農業學報,2009,17（5）：874-879.HANGuang-xuan,ZHOU Guang-sheng,XU Zhen-zhu.Seasonal dynamics of soil respiration and carbon budget of maize（Zea mays L.）farmland ecosystem[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2009,17（5）：874-879.

[12]梁 堯,韓曉增,喬云發,等.小麥-玉米-大豆輪作下黑土農田土壤呼吸與碳平衡[J].中國生態農業學報,2012,20（4）：395-401.LIANGYao,HANXiao-zeng,QIAOYun-fa,et al.Soil respiration and carbon budget in black soils of wheat-maize-soybean rotation system[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2012,20（4）：395-401.

[13]國家統計局．中國統計年鑒[EB/OL].[2017-08-29].http：//data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=C01.National Bureau of Statistics.Statistical yearbook of china[EB/OL].[2017-08-29].http：//data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=C01.

[14]劉 兵.雙季稻不同耕作與種植方式對產量和農田碳排放的影響[D].武漢：華中農業大學,2013.LIUBing.Effect of cultivation methodsand plantingpatternson double cropping yield and carbon fluxes emission from the paddy field[D].Wuhan：Huazhong Agricultural University,2013.

[15]秦曉波,李玉娥,WANGHong,等.生物質炭添加對華南雙季稻田碳排放強度的影響[J].農業工程學報,2015,31（5）：226-234.QINXiao-bo,LIYu-e,WANGHong,et al.Impact of biochar amendment on carbon emissions intensity in double rice field in South China[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2015,31（5）：226-234.

[16]馬艷芹,錢晨晨,孫丹平,等.施氮水平對稻田溫室氣體排放的影響[J].農業工程學報,2016,32（增刊 2）：128-134.MA Yan-qin,QIAN Chen-chen,SUN Dan-ping,et al.Effect of nitrogen fertilizer application on greenhouse gas emissions from soil in paddy field[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2016,32（Suppl 2）：128-134.

[17]王尚明,胡繼超,吳高學,等.亞熱帶稻田生態系統CO2通量特征分析[J].環境科學學報,2011,31（1）：217-224.WANGShang-ming,HU Ji-chao,WUGao-xue,et al.Characteristics analysisof CO2flux fromaricepaddy ecosystemin asubtropical region[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2011,31（1）：217-224.

[18]宋 濤.三江平原生態系統CO2通量的長期觀測研究[D].南京：南京信息工程大學,2007.SONG Tao.Long-term observation of CO2fluxes in the ecosystem of Sanjiang Plain[D].Nanjing：Nanjing University of Information Science&Technology,2007.

[19]Xu L K,Baldocchi DB.Seasonal variation in carbon dioxide exchange over a Mediterranean annual grassland in California[J].Agricultural and Forest Meteorology,2004,123：79-96.

[20]Katul G,Lai CT,Sch覿fer K,et al.Multiscaleanalysisof vegetation surfacefluxes：Fromsecondstoyears[J].Advancesin Water Resources,2001,24（9/10）：1119-1132.

[21]張 彌,溫學發,于貴瑞,等.二氧化碳儲存通量對森林生態系統碳收支的影響[J].應用生態學報,2010,21（5）：1201-1209.ZHANG Mi,WEN Xue-fa,YU Gui-rui,et al.Effects of CO2storage fluxon carbon budget of forest ecosystem[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2010,21（5）：1201-1209.

[22]陳云飛,江 洪,周國模,等.人工高效經營雷竹林CO2通量估算及季節變化特征[J].生態學報,2013,33（11）：3434-3444.CHENYun-fei,JIANGHong,ZHOUGuo-mo,et al.Estimation of CO2fluxes and its seasonal variations from the effective management Lei bamboo（Phyllostachys violascens）[J].Acta Ecologica Sinica,2013,33（11）：3434-3444.

[23]Schmidt M,Reichenau T G,Fiener P,et al.The carbon budget of a winter wheat field：An eddy covariance analysis of seasonal and interannual variability[J].Agricultural and Forest Meteorology,2012,165：114-126.

[24]徐昔保,楊桂山,孫小祥.太湖流域典型稻麥輪作農田生態系統碳交換及影響因素[J].生態學報,2015,35（20）：6655-6665.XU Xi-bao,YANG Gui-shan,SUN Xiao-xiang.Analysis of net ecosystem CO2exchange（NEE）in the rice-wheat rotation agroecosystemof the Lake Taihu Basin,China[J].Acta Ecologica Sinica,2015,35（20）：6655-6665.

[25]李 琪,胡正華,薛紅喜,等.淮河流域典型農田生態系統碳通量變化特征[J].農業環境科學學報,2009,28（12）：2545-2550.LIQi,HUZheng-hua,XUE Hong-xi,et al.Variation of net ecosystem carbon flux over typical agro-ecosystem in Huaihe River Basin[J].Journal of Agro-Environment Science,2009,28（12）：2545-2550.

[26]孫小祥,常志州,楊桂山,等.長三角地區稻麥輪作生態系統凈碳交換及其環境影響因子[J].中國生態農業學報,2015,23（7）：803-811.SUN Xiao-xiang,CHANGZhi-zhou,YANGGui-shan,et al.Characteristics of net ecosystem exchange and environmental factors of ricewheat rotation system in the Yangtze River Delta of China[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2015,23（7）：803-811.

[27]張法偉,李英年,曹廣民,等.青海湖北岸高寒草甸草原生態系統CO2通量特征及其驅動因子[J].植物生態學報,2012,36（3）：187-198.ZHANGFa-wei,LIYing-nian,CAOGuang-min,et al.CO2fluxes and their driving factors over alpine meadow grassland ecosystems in the northern shore of Qinghai Lake,China[J].Chinese Journal of Plant E－cology,2012,36（3）：187-198.

[28]朱詠莉,吳金水,童成立,等.稻田CO2通量對光強和溫度變化的響應特征[J].環境科學,2008,29（4）：1040-1044.ZHUYong-li,WUJin-shui,TONGCheng-li,et al.Responses of CO2fluxes to light intensity and temperature in rice paddy field[J].Environmental Science,2008,29（4）：1040-1044.

[29]盛 浩,楊玉盛,陳光水,等.土壤異養呼吸溫度敏感性（Q10）的影響因子[J].亞熱帶資源與環境學報,2006,1（1）：74-83.SHENGHao,YANGYu-sheng,CHENGuang-shui,et al.Controlson the temperature sensitivity of soil heterotrophic respiration：Q10variability and analysis[J].Journal of Subtropical Resources and Environment,2006,1（1）：74-82.

[30]Han GX,Xing QH,Yu JB,et al.Agricultural reclamation effects on ecosystem CO2exchangeof a coastal wetland in the Yellow River Delta[J].Agriculture,Ecosystemsand Environment,2014,196（1793）：187-198.

[31]朱治林,孫曉敏,溫學發,等.中國通量網（ChinaFLUX）夜間CO2渦度相關通量數據處理方法研究[J].中國科學D輯：地球科學,2006,36（增刊 1）：34-44.ZHU Zhi-lin,SUN Xiao-min,WEN Xue-fa,et al.The study of eddy covarianceflux data processing of China FLUX network[J].Science in China Series D：Earth Sciences,2006,36（Suppl 1）：34-44.

[32]陳 粲.不同秸稈還田處理下農田溫室氣體排放的DNDC模型模擬及模型適應性研究[D].南京：南京農業大學,2014.CHEN Can.The DNDC model simulation of agriculture green house gases emission and the model adaptability research under different straw retention methods[D].Nanjing：Nanjing Agricultural University,2014.

[33]黃明蔚.稻麥輪作模式農田生態系統溫室氣體排放及機制研究[D].上海：華東師范大學,2007.HUANG Ming-wei.Emission progress of green house gases and its mechanismfrom the paddy-wheat rotation agro-ecosystem[D].Shanghai：East China Normal University,2007.

[34]方精云,樸世龍,趙淑清.CO2失匯與北半球中高緯度陸地生態系統的碳匯[J].植物生態學報,2001,25（5）：594-602.FANG Jing-yun,PIAOShi-long,ZHAO Shu-qing.The carbon sink：The role of the middle and high latitudes terrestrial ecosystems in the Northern Hemisphere[J].Acta Phytoecologica Sinica,2001,25（5）：594-602.

[35]魏甲彬,周玲紅,徐華勤,等.南方種養結合模式對冬季稻田凈碳交換和不同土層活性碳氮轉化的影響[J].草業學報,2017,26（7）：138-146.WEIJia-bin,ZHOU Ling-hong,XU Hua-qin,et al.Effects of forage planting and chickens on net carbon exchange and transformation of soil active carbon and nitrogen at different layers in paddy fields in South Chinain winter[J].Acta Prataculturae Sinica,2017,26（7）：138-146.